लेख तापको परिभाषा तापको यान्त्रिक समतुल्य तापको समीकरण
१. तापको परिभाषा
यदि तापक्रम भिन्नता भएका वस्तुहरूले एकअर्कालाई छुए भने, उच्च-तापमान भएका वस्तुहरूबाट कम-तापमान भएका वस्तुहरूमा ताप स्थानान्तरण हुनेछ। वस्तुहरू छुँदा समान तापक्रममा पुगेपछि ताप स्थानान्तरण बन्द हुन्छ। उदाहरणका लागि, यदि हामीले तातो पानीलाई चिसो पानीमा मिसाउँछौं भने, ताप सामान्यतया तातो पानीबाट चिसो पानीमा सर्छ। जब हामी तातो फलामलाई चिसो पानीमा हाल्छौं, ताप फलामबाट पानीमा सर्छ। फलाम र पानी समान तापक्रममा पुगेपछि ताप बग्न बन्द हुनेछ। जब एक नर्सले तपाईंको शरीरमा थर्मोमिटर जोड्छिन्, ताप
तपाईंको शरीर थर्मोमिटरमा जान्छ। तपाईंको शरीर र थर्मोमिटर एउटै तापक्रममा पुगेपछि ताप स्थानान्तरण बन्द हुन्छ। यदि प्रयोग गरिएको थर्मोमिटर पारा थर्मोमिटर हो भने, जब तपाईंको शरीर र थर्मोमिटर एउटै तापक्रममा पुग्छ, पाराको सतह चल्न बन्द हुन्छ। पाराको सतहमा देखाइएको संख्या भनेको त्यस समयमा तपाईंको शरीरको तापक्रम हो।
स्वाभाविक रूपमा, ताप स्वतः उच्च-तापमान भएका वस्तुहरूबाट सर्छ
कम तापक्रम भएका वस्तुहरू। ताप स्थानान्तरणले एकअर्कालाई छुने वस्तुहरूको तापक्रम बराबर गर्छ। १८ औं शताब्दीमा, भौतिकशास्त्रीहरूले शंका गरे कि ताप प्रवाह भनेको तरल पदार्थको चाल हो, एक प्रकारको तरल पदार्थ जुन देखिँदैन (तरल पदार्थ भनेको बग्न सक्ने पदार्थ हो। तरल पदार्थमा तरल र ग्यासयुक्त पदार्थहरू समावेश छन्। पानी (तरल पदार्थ) मा तरल पदार्थ समावेश छ किनभने यो बग्न सक्छ। हावामा तरल पदार्थ पनि समावेश छ किनभने यो बग्न सक्छ)। तरल पदार्थलाई क्यालोरिक भनिन्छ। क्यालोरीको सिद्धान्त अब प्रयोग गरिँदैन किनभने प्रयोगको नतिजाको आधारमा, यो क्यालोरीको अस्तित्व प्रमाणित गर्न सकिँदैन। १९ औं शताब्दीमा, जेम्स प्रेस्कट जुल (१८१८-१८८९) नामक एक अंग्रेजी भौतिकशास्त्रीले हलचल चक्र प्रयोग गरेर कन्टेनरमा पानी कसरी तताउने भनेर सिके।
प्रयोगको नतिजाको आधारमा, जुलले आगो प्रयोग गरेर तताइएको पानीसँग तुलना गरे। जब ज्वाला र पानी भएको कन्टेनर सम्पर्कमा हुन्छ, ताप आगो (उच्च तापक्रम) बाट पानी (कम तापक्रम) मा सर्छ। आगोसँग सम्पर्कको कारणले बढ्दो पानीको तापक्रम र स्टिररले गरेको कामको कारणले बढ्दो पानीको तापक्रम बीचको तुलना गरेपछि, जुलले निष्कर्ष निकाले कि ताप भनेको उच्च-तापमान वस्तुबाट कम-तापमान वस्तुमा सर्ने ऊर्जा हो। ताप ऊर्जा होइन (ताप कुनै निश्चित प्रकारको ऊर्जा होइन, जस्तै गतिज ऊर्जा, सम्भाव्य ऊर्जा, रासायनिक ऊर्जा, आदि)। ताप भनेको ताप भिन्नताका कारण सर्ने ऊर्जा हो। त्यसैले, जब ताप उच्च-तापमान वस्तुहरूबाट कम-तापमान वस्तुहरूमा बग्छ, ऊर्जा उच्च-तापमान वस्तुहरूबाट कम-तापमान वस्तुहरूमा सर्छ। वस्तुहरू छोएपछि समान तापक्रममा पुगेपछि ऊर्जा स्थानान्तरण रोकिन्छ।
२. तापको एकाइ र तापको यान्त्रिक समतुल्य
ताप एकाइहरू क्यालोरी हुन् (संक्षिप्तमा क्यालोरी भनिन्छ)। क्यालोरी भनेको १ ग्राम पानीको तापक्रम १ डिग्री सेल्सियसले बढाउन आवश्यक पर्ने तापको मात्रा हो।o (ठ्याक्कै, १४.५ बाट oC देखि 15.5 oग) फरक-फरक पानीको तापक्रम अनुसार आवश्यक तापको मात्रा फरक-फरक हुन्छ। उही तापको मात्राको लागि, पानीको तापक्रम १ डिग्री सेल्सियसले बढ्छ।o १४.५ को तापक्रममा मात्र हुन्छ oC देखि 15.5 oC. ताप एकाइहरू प्रायः प्रयोग गरिन्छ, विशेष गरी खाद्य ऊर्जाको मूल्य किलोक्यालोरी (kcal) हो भनेर बताउन। १ kcal = १००० क्यालोरी। १ kcal = १ क्यालोरी (ठूलो K अक्षर) बाट अन्य नामहरू। ब्रिटिश प्रणालीको लागि ताप एकाइ Btu (ब्रिटिश थर्मल एकाइ) हो। १ Btu = १ पाउन्ड (०.४५ किलोग्राम) पानीको तापक्रम १ Fo ले बढाउन आवश्यक तापको मात्रा (ठ्याक्कै ६३ बाट)। oएफ २ 64 सम्म oF)
ताप ऊर्जासँग सम्बन्धित छ, त्यसैले हामीले ताप एकाइहरू र ऊर्जा एकाइहरू बीचको सम्बन्ध जान्न आवश्यक छ। जुल र अन्य वैज्ञानिकहरूले गरेका प्रयोगहरूको आधारमा, यो ज्ञात छ कि ४,१८६ जुलको काम १ क्यालोरी ताप बराबर हुन्छ।
१ क्यालोरी = ४.१८६ जुल
१ किलो क्यालोरी = १००० क्यालोरी = ४१८६ जुल
१ Btu = ७७८ फिट (०.२४ किमी)। lb = २५२ क्यालोरी = १०५५ जुल
(१ क्यालोरी = ४,१८६ जुल र १ किलो क्यालोरी = ४१८६ जसलाई तापको यान्त्रिक समतुल्य भनिन्छ)
३. तापको समीकरण
यदि तापक्रम भिन्नता भएका वस्तुहरूले एकअर्कालाई छुन्छ भने, स्वाभाविक रूपमा, ताप उच्च-तापमान वस्तुहरूबाट कम-तापमान वस्तुहरूमा सर्छ। दुवै वस्तुहरू तापीय सन्तुलनमा भएपछि ताप स्थानान्तरण रोकिन्छ। ताप स्थानान्तरणले एकअर्कालाई छुने वस्तुहरूको तापक्रममा परिवर्तन ल्याउँछ। यस संक्षिप्त व्याख्याको आधारमा, तपाईं निष्कर्षमा पुग्न सक्नुहुन्छ कि ताप (Q) को वस्तुसँग सम्बन्ध छ र वस्तुको तापक्रम (ΔT), वस्तुको द्रव्यमान (m) र वस्तुको प्रकारमा परिवर्तन हुन्छ।
ताप (Q) र तापक्रम परिवर्तन (ΔT) बीचको सम्बन्ध
जति धेरै ताप हुन्छ, तापक्रम परिवर्तन त्यति नै बढी हुन्छ। यो निष्कर्षमा पुग्न सकिन्छ कि तापको मात्रा (Q) वस्तुको तापक्रममा हुने परिवर्तनसँग समानुपातिक हुन्छ।
Q α ΔT —– तुलना १
ताप (Q) र वस्तुहरूको पिण्ड (m) बीचको सम्बन्ध
तापको मात्रा (Q) वस्तुको तापक्रममा हुने परिवर्तनसँग समानुपातिक हुन्छ। पानी जति धेरै हुन्छ, पानीको तापक्रम बढाउन त्यति नै बढी ताप चाहिन्छ।
Q α m —– तुलना २
ताप (Q) र वस्तुको प्रकार (c) बीचको सम्बन्ध
कुनै वस्तुको तापक्रम बढाउन आवश्यक पर्ने ताप वस्तुको प्रकारसँग समानुपातिक हुन्छ।
Q α c —– तुलना ३
माथिका तीन तुलनाहरूलाई एक समीकरणमा राखिएका छन्:
Q α mc ΔT
Q = mc ΔT
यो तापको समीकरण हो।
विवरण: Q = ताप (जूल), m = वस्तुको पिण्ड (किग्रा), c = विशिष्ट ताप (J / किलोग्राम C o वा K)
